NVIDIA opublikowała dzisiaj materiały na temat oczekiwanego przez wielu pierwszego procesora czterordzeniowego przeznaczonego dla smartfonów i tabletów. Kal-El, który już tej jesieni będzie flagowym produktem graficznego giganta, trafi najpierw do tabletów i może sporo namieszać na rynku. Po pierwsze okazuje się, że Kal-El posiada tak naprawdę 5, a nie 4 rdzenie, a do tego jeszcze oszczędniejszy niż dwurdzeniowa Tegra 2. Wszystko za sprawą opatentowanej technologii dodatkowego rdzenia nazwanego Companion, który wykonany został w oszczędniejszym procesie produkcyjnym, a jego taktowanie ograniczone jest do 500 MHz. Układ ten z powodzeniem radzi sobie z zadaniami jakie stawiane są przed nim gdy smartfon działa w trybie czuwania, czyli głównie chodzi tu o aplikacje działające w tle, np. synchronizacja danych, poczty email, ale też odtwarzanie MP3 czy nawet filmów, które realizowane są przez sprzętowe kodeki i GPU, a rola CPU jest mocno ograniczona.

Podczas gdy działa Companion, pozostałe cztery główne rdzenie są wyłączone i nie pobierają żadnej energii i to właśnie pozwala na największą oszczędność baterii. Poza tym NVIDIA zaimplementowała rozbudowane mechanizmy zarządzania obciążeniem poszczególnych rdzeni, dzięki czemu Kal-El jest bardziej efektywny energetycznie i oczywiście wydajniejszy. Układ korzysta z pięciu rdzeni ARM Cortex A9, Companion taktowany jest zegarem od 0 do 500 MHz, podczas gdy tradycyjne rdzenie mogą pracować przy taktowaniu od 0 do nawet 1500 MHz (chociaż pierwsze wersje raczej będą miały nieco niższy zegar). Jakby tego było mało, Kal-El wykonany będzie w procesie technologicznym 40 nm, czyli problemów z jego produkcją na pewno nie będzie, czego nie można być pewnym w przypadku procesorów Krait od Qualcomma, które ponadto pojawią się na rynku znacznie później.

Kal-El aka Tegra 3 zapowiada się naprawdę bardzo ciekawie, pełny artykuł opisujący jego możliwości mojego autorstwa znajdziecie na FrazPC.pl, poniżej natomiast wrzuciłem informację prasową i kilka wykresów z „white papers” opisujących ten układ.

Informacja prasowa:

Procesor „Kal-El” firmy NVIDIA wykorzystuje nową technologię zmiennego, symetrycznego przetwarzania wielowątkowego (vSMP). Technologia vSMP, ujawniona publicznie po raz pierwszy, zakłada wykorzystanie piątego rdzenia w procesorze centralnym (tzw. „rdzenia towarzyszącego”), który został specjalnie zaprojektowany pod kątem niskiego zużycia energii i wykonuje zadania niewymagające wysokiej częstotliwości pracy – tj. obsługuje tryb aktywnego oczekiwania, odtwarzanie muzyki, a nawet odtwarzanie plików wideo. Architektura czterech głównych rdzeni jest bardziej standardowa i umożliwia osiągnięcie wyższych częstotliwości pracy, a w wielu przypadkach także niższego poboru energii w porównaniu z procesorami dwurdzeniowymi. Każdy z pięciu rdzeni jest identycznym procesorem ARM Cortex A9. Poszczególne rdzenie są włączane i wyłączane w zależności od obciążenia pracą (metodą agresywnego odcinania zasilania).

Architektura vSMP zastosowana w projekcie Kal-El firmy NVIDIA rozwija korzyści oferowane przez procesory dwurdzeniowe, zapewniając:

• Mniejszy pobór energii i wyższą wydajność na wat

• Krótszy czas wczytywania stron internetowych

• Wyższą wydajność dla wymagających aplikacji

• Szybszą wielozadaniowość

• Gry w wyższej jakości

Kal-El:

• jest pierwszym na świecie czterordzeniowym procesorem mobilnym

• jest pierwszym na świecie procesorem wykorzystującym zmienne przetwarzanie symetryczne (Variable SMP) z opatentowanym 5-tym rdzeniem towarzyszącym, zapewniającym niski pobór energii

• pobiera mniej energii niż procesory dwurdzeniowe

• posiada nowy 12-rdzeniowy procesor graficzny NVIDIA, oferując 3x wyższą wydajność niż Tegra 2

Dokumenty można pobrać ze strony: http://www.nvidia.com/object/IO_90715.html

Krótkie wprowadzenie:

Procesory centralne z dwoma i czterema rdzeniami pojawiły się w komputerach stacjonarnych wiele lat temu, wypierając procesory jednordzeniowe. Mimo to, korzyści zapewniane przez procesory wielordzeniowe stały się odczuwalne dopiero kilka lat później, ponieważ w początkowym okresie brakowało oprogramowania wykorzystującego moc takich procesorów zainstalowanych w komputerach stacjonarnych Na początku największą zaletą takich procesorów była możliwość pracy z wieloma aplikacjami rozproszonymi na poszczególnych rdzeniach procesora, a przeglądarki i duże ilości aplikacji wykorzystujących wiele rdzeni pojawiły się dopiero kilka lat później. Obecnie korzyści zapewniane przez procesory wielordzeniowe w pracy na komputerach stacjonarnych są już bardzo widoczne.

Migracja z procesorów jednordzeniowych na procesory wielordzeniowe w urządzeniach przenośnych postępuje o wiele szybciej. Szybszy rozwój ekosystemu oprogramowania dla urządzeń przenośnych zawdzięczamy rozwiązaniom obsługi procesorów wielordzeniowych, które wypracowano w ostatnich latach na komputerach stacjonarnych. Popularne oprogramowanie dla urządzeń przenośnych już w tej chwili obsługuje wielozadaniowość i wielowątkowość.

Przykładem jest system operacyjny Android stworzony na bazie Linuksa, po którym odziedziczył wbudowaną obsługę wielozadaniowości i wielowątkowości. W najnowszych wersjach systemu Android – 2.3 oraz 3.0/3.1/3.2 wprowadzono kilka nowych funkcji, dzięki którym system operacyjny lepiej wykorzystuje moc procesorów wielordzeniowych.

Przeglądarki internetowe dla urządzeń przenośnych, takie jak Firefox i Webkit, zostały stworzone na podstawie wersji dla komputerów stacjonarnych, więc posiadają wbudowaną obsługę wielowątkowości. Nowa wersja przeglądarki wbudowanej w system operacyjny Android 3.0 zapewnia ponadto możliwość przeglądania wielu stron w kartach. Te przeglądarki wykorzystują większą moc obliczeniową procesorów wielordzeniowych, zwiększając szybkość i wygodę przeglądania stron internetowych.

Szybki rozwój rynku gier przenośnych sprawił, że deweloperzy przepisują popularne silniki gier z konsol i komputerów PC na urządzenia przenośne. Silniki te zostały stworzone pierwotnie z myślą o wielordzeniowych procesorach w komputerach stacjonarnych, dzięki czemu z powodzeniem wykorzystają również wiele rdzeni w procesorach urządzeń przenośnych, zapewniając graczom korzyści płynące z obsługi wielowątkowości na tych urządzeniach. Czterordzeniowe procesory centralne oferują deweloperom gier wiele mocy obliczeniowej, umożliwiając tworzenie m.in. zaawansowanych efektów fizycznych, algorytmów wykrywania i unikania kolizji, teksturowania wirtualnego, lepszej sztucznej inteligencji i obsługi sieci.

W odpowiedzi na wzrost wymagań sprzętowych oprogramowania dla urządzeń przenośnych, producenci zintegrowanych układów wprowadzają układy wielordzeniowe, jednocześnie dbając o zachowanie jak najniższego zużycia energii. Technologia zmiennego symetrycznego przetwarzania wielowątkowego (ang. vSMP – Variable Symmetric Multiprocessing) zastosowana w projekcie Kal-El umożliwia osiągnięcie niespotykanych dotychczas oszczędności energii, minimalizując zużycie mocy w trybie aktywnego oczekiwania, a także zapewniając wydajność procesora czterordzeniowego przy jednoczesnym utrzymaniu dynamicznego zużycia energii poniżej granic temperatury dla urządzeń przenośnych. Rozwiązanie polegające na zastosowaniu towarzyszącego rdzenia procesora centralnego do realizacji zadań pracujących w tle i głównych rdzeni do realizacji zadań wymagających wysokiej wydajności sprawia, że projekt Kal-El zużywa znacznie mniej energii od konkurencyjnych rozwiązań w każdym trybie wydajności.

Procesory czterordzeniowe i technologia vSMP zapewnią jeszcze większą wydajność urządzeń przenośnych, a także umożliwią deweloperom tworzenie nowych wrażeń dla użytkowników urządzeń przenośnych, jednocześnie wydłużając czas pracy na baterii w najbardziej popularnych zastosowaniach.

Czterordzeniowe procesory centralne dla urządzeń przenośnych zapewniają wyższą wydajność we wszystkich zastosowaniach, umożliwiając tworzenie jeszcze ciekawszych aplikacji, które dotychczas były niespotykane na tej platformie. Na przykład:

•             Edytowanie materiału wideo w wysokiej jakości

•             Przetwarzanie obrazów

•             Konwertowanie dźwięku i materiału wideo

•             Symulacja fizyki

•             Rozpoznawanie twarzy

•             Gry i aplikacje w stereoskopowym 3D

•             Skanery antywirusowe

•             Kompresja plików

Kliknij aby powiększyć (źródło: NVIDIA)